สลิง ตอนที่ 1 สลิงเชือกลวดเหล็กกล้า (wire rope)

สลิง ตอนที่ 1 สลิงเชือกลวดเหล็กกล้า (wire rope)

กฤษณ เคลือบสุวรรณ

เคยสงสัยกันไหมครับ สลิงมันทำมาจากอะไร? ทำไมมันถึงยกของที่มีน้ำหนักเป็นตันๆได้?

แล้วเวลาที่เค้ากำลังยกชิ้นงานด้วยสลิง จะดูยังไงว่ามันปลอดภัยรึยัง?

เอาแบบเริ่มตั้งแต่ที่ตัวสลิงก่อนเลยละกันครับ

เชือกลวดเหล็กกล้า คือ  กลุ่มของลวดเหล็กกล้าที่มีการตีเกลียวรอบแกนจนกลายเป็นเชือกลวด ซึ่งการใช้งานเชือกลวดเหล็กกล้าของไทย พบว่าในแต่ละปีมีความต้องการประมาณ 50,000 ตัน(1) ผู้ใช้งานจะอยู่ในหลากหลายกลุ่มอุตสาหกรรมทั้งก่อสร้าง ขนส่ง เรือ เหมือง เช่น ทำสลิงสำหรับขึงยึดสะพาน ขึงลิฟท์ ปั้นจั่น รอก เครน รถยก  เรือประมง ทำรั้ว ลวดยึดโครงหลอดไฟ นอกจากนี้บางส่วนจะนำไปใช้เป็นส่วนประกอบของอุปกรณ์ต่างๆ เช่น สายเบรกจักรยาน ที่คล้องประตู เป็นต้น

วัตถุดิบ และกระบวนการผลิตเชือกลวดเหล็กกล้า

เชือกลวดเหล็กกล้าเป็นผลิตภัณฑ์ที่ต่อเนื่องมาจากการผลิตเหล็กลวดคาร์บอนสูง (High carbon steel wire rods) ซึ่งส่วนใหญ่ จะเป็นเกรด SWRH 67, SWRH 62B และ SWRH 72B (2) ตามมาตรฐาน JIS G3506 โดยส่วนผสมทางเคมีที่เลือกใช้จะมีผลต่อการนำไปลดขนาด รวมถึงค่าความเค้นแรงดึง (tensile strength), ความต้านทานต่อความล้า (fatigue resistance) และความต้านทานต่อการสึกหรอ (wear resistance) ของผลิตภัณฑ์เชือกลวดเหล็กกล้า

กระบวนการผลิตเชือกลวดเหล็กกล้า

ลวดเหล็กกล้านี้อาจมีการชุบสังกะสี หรือไม่ก็ได้ เชือกลวดเหล็กกล้าชนิดที่ไม่ได้เคลือบสังกะสี เรียกว่า “bright wire” สำหรับลวดเหล็กที่ทำการเคลือบสังกะสีจะเพิ่มคุณสมบัติต้านทานการกัดกร่อนในสภาพ ใช้งานให้ดีขึ้น ซึ่งกระบวนการเคลือบสังกะสีสามารถทำได้ทั้งแบบจุ่มร้อน (hot dip galvanized) หรือเคลือบด้วยไฟฟ้า (electrogalvanized) และสามารถผลิตได้ 2 วิธีดังนี้
1. ทำการเคลือบสังกะสีกับลวดเหล็กที่ผ่านการดึงเย็นก่อนที่จะนำไปตีเกลียว โดยทำการดึงลวดเหล็กให้มีขนาดเล็กกว่าขนาดลวดเหล็กที่ต้องการ จากนั้นเมื่อนำไปชุบ ความหนาของชั้นเคลือบจะทำให้ลวดเหล็กได้ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางเท่ากับที่ต้องการ ซึ่งวิธีนี้จะมีผลทำให้ความแข็งแรงของลวดลดลงประมาณ 10% จากเดิม (เทียบกับขนาดเดียวกันของลวดเหล็กที่ไม่ได้ชุบสังกะสี)

2.ทำการชุบสังกะสีก่อนที่จะดึงลดขนาดลวดในครั้งสุดท้ายวิธีนี้จะทำให้ได้ความหนา ของชั้นเคลือบที่บางกว่าแบบแรกแต่จะทำให้ได้ลวดเหล็กที่ผ่านการชุบมีความแข็งแรง เท่ากับก่อนการชุบ (เทียบกับขนาดเดียวกันของลวดเหล็กที่ไม่ได้ชุบสังกะสี)

โครงสร้างของเชือกลวดเหล็กกล้า
                เชือกลวดเหล็กกล้าประกอบด้วย 3 ส่วน ได้แก่ ลวดเหล็กกล้า (wire), ลวดตีเกลียว (strand) และแกน (core)

จำนวนเส้นลวดของลวดตีเกลียวแต่ละเกลียวของเชือกลวดเหล็กกล้าจะแตกต่างกัน ขึ้นกับวัตถุประสงค์ของการใช้งานโดยเชือกลวดเหล็กกล้าจะระบุเป็นจำนวนเกลียวของ ลวดตีเกลียว และบอกถึงจำนวนลวดเหล็กกล้าในลวดตีเกลียวแต่ละเกลียว เช่น 6x19 หมายถึงเชือกลวดเหล็กกล้าที่มีจำนวนลวดตีเกลียว6เกลียวและในแต่ละเกลียวจะประกอบ ด้วยลวดเหล็กจำนวน 19 เส้น

นอกจากนี้ขนาดของลวดตีเกลียวในแต่ละเกลียวมีทั้งที่มีขนาดเท่ากัน และต่างกัน โดยมีรูปแบบการใช้งานอยู่ 5 แบบใหญ่ๆ ดังนี้
1.Ordinary : เป็นแบบที่ลวดมีขนาดเท่ากันหมดซึ่งการใช้งานที่นิยมที่สุดจะใช้ลวดเหล็ก 7 เส้นในลวดตีเกลียว 1 ขด (7-wire strand)

2.Seale(สัญลักษณ์S):เป็นแบบที่ลวดตีเกลียว2ชั้นรอบแกนโดยขนาดของลวดในลวด ตีเกลียวชั้นนอกจะใหญ่กว่าด้านในเพื่อผลของความต้านทาง การเสียดสี และขนาดลวดด้านในที่เล็กกว่า จะเพิ่มความสามารถในการยืดหยุ่น(flexibility)
3.Warrington(สัญลักษณ์W):เป็นแบบที่ลวดตีเกลียวมีทั้งขนาดใหญ่และเล็กรวมกัน ในชั้นนอกของลวดตีเกลียวส่วนชั้นในของลวดตีเกลียว ประกอบด้วยลวดขนาดเดียวกัน และมีจำนวนครึ่งหนึ่งของจำนวนลวดชั้นนอก
4. Filler wire (สัญลักษณ์ Fi) : เป็นแบบที่ลวดตีเกลียวทั้ง 2 ชั้นมีขนาดเท่ากัน โดยจำนวนลวดเหล็กชั้นนอกจะมากกว่าชั้นใน 2 เท่า และมีลวดเล็กๆ แทรกอยู่ในช่องว่างของทั้ง 2 ชั้น และมีจำนวนเท่ากับจำนวนลวดเหล็กชั้นใน
5.Combination : เป็นรูปแบบการตีเกลียวที่ผสมกันระหว่างแบบ Seale, Warrington และ Filler wire

สำหรับแกนของเชือกลวดเหล็กกล้าจะทำหน้าที่รักษารูปทรงหรือทำรูปแบบของเชือกลวด เหล็กกล้าให้กลม และรักษาให้ลวดตีเกลียวอยู่ในตำแหน่งที่เหมาะสมในระหว่างการใช้งาน ซึ่งส่วนใหญ่แกนที่เลือกใช้จะมีอยู่ด้วยกัน 3 แบบหลักๆ คือ

1.แกนที่เป็นเชือกลวดเหล็กกล้า (Independent wire rope core : IWRC) แกนที่เป็นเชือกลวดเหล็กกล้าจะเพิ่มความแข็งแรง ช่วยต้านทานต่อการกระแทก และต้านทานต่อความร้อนได้สูงที่สุด ซึ่งการใช้งาน IWRC จะใช้เป็นแกนขนาดเล็ก สำหรับผลิตเชือกลวดเหล็กกล้าขนาดใหญ่
2.แกนที่เป็นลวดตีเกลียว (Wire strand core : WSC) จะมีความต้านทานต่อความร้อนมากกว่าแกนที่เป็นไฟเบอร์ และเพิ่มความแข็งแรงให้กับเชือกลวดประมาณ 15% แต่ทำให้มีความยืดหยุ่นที่น้อยกว่าแกนที่เป็นไฟเบอร์
3.แกนที่เป็นไฟเบอร์ (Fiber core : FC) ส่วนใหญ่ใช้เป็น polypropylene (PP) หรือ polyvinylchloride (PVC) ซึ่งมีข้อได้เปรียบคือเพิ่มให้ความยืดหยุ่น (flexibility) ให้สูงขึ้น และช่วยรองรับแรงค่าความเค้นที่เกิดจาก shock loads นอกจากนี้ยังป้องกันความเสียหายจากการกัดกร่อน (เนื่องจากไม่ดูดซับความชื้น) ผุ (rot) และทนต่อสภาพกรดหรือด่างอ่อนๆ ได้

 รูปแบบการตีเกลียวของเชือกลวดเหล็กกล้า
                การออกแบบลักษณะการตีเกลียวประกอบด้วย 2 ส่วน ได้แก่
1. ทิศทางของการตีเกลียว (lay direction for rope) โดยมีทั้งการตีเกลียวทางซ้าย และทางขวา
2. ทิศทางของลวดในลวดตีเกลียวแต่ละเกลียว (type of rope lay) ซึ่งโดยทั่วไปมี 2 แบบ คือ
แบบตีเกลียวธรรมดา (regular lay) ซึ่งลวดจะเรียงตัวตรงไปตามความยาวของเชือกลวดเหล็กกล้า (ลวดวางตัวในแนวที่ขวางกับทิศทางการตีเกลียว) การเรียงตัวแบบนี้ทำให้มีโอกาสเกิดรอยแตก (kiln) น้อย และมีโอกาสที่จะเกิดความเสียหายจากแรงกระชาก หรือการบิดตัวก็จะน้อยด้วย เชือกลวดเหล็กกล้าแบบนี้ถูกนำไปใช้งานหลากหลายที่สุด โดยจะมีความสามารถต้านทานต่อแรงกระแทก (crushing) มากกวางแบบแลงส์ และจะไม่มีการบิดตัวในขณะที่ใช้งานภายใต้แรงกระทำที่รุนแรง เมื่อปลายข้างหนึ่งของเชือกลวดเหล็กกล้าไม่ได้ถูกยึดให้อยู่กับที่

แบบแลงส์ (lang lay) ซึ่งลวดจะเรียงตัวทำมุมขวางกับแนวตามยาวของเชือกลวดเหล็กกล้า (ลวดวางในแนวเดียวกับทิศทางของการตีเกลียว) เชือกลวดเหล็กกล้าแบบนี้มีข้อได้เปรียบที่สำคัญ 2 ประการ คือ จะมีความต้านทานต่อความล้า และการสึกหรอจากจากเสียดสีในขณะใช้งานที่ดีกว่าเชือกลวดเหล็กกล้าแบบธรรมดา (regular lay) และเนื่องจากบริเวณพื้นที่ผิวของลวดเหล็กแต่ละเส้นมีมากกว่า ดังนั้นเวลาที่อยู่ภายใต้สภาวะการใช้งานที่เชือกลวดเหล็กกล้าต้องถูกดัดโค้ง จึงมีแรงดัดโค้งมากระทำน้อยกว่า ดังนั้นจะพบว่าเชือกลวดเหล็กกล้าแบบแลงส์จะมีความยืดหยุ่นดีกว่า และมีอายุการใช้งานภายใต้สภาวะที่มีแรงดัดโค้งมากระทำเป็นหลัก ได้นานกว่าแบบธรรมดา (regular lay) ได้ประมาณ 15-20% แต่มีโอกาสที่เกิดรอยแตก (kiln) มากกว่า และทนต่อแรงกระแทกได้น้อยกว่าแบบธรรมดา

แล้วจะมีวิธีการดูยังไงให้ปลอดภัยเวลาที่ต้องยกชิ้นงานที่หน้างาน?

ไม่ยากหรอก มันมีหลักๆอยู่ 3 อย่าง คือ

1. ตรวจสอบสภาพเส้นสลิงที่แตกออกมา ซึ่งสามารถดูจากข้อกำหนดของกฎหมาย

ประกาศกรมสวัสดิการและคุ้มครองแรงงาน เรื่อง หลักเกณฑ์และวิธีการ การใช้เชือก ลวดสลิง และรอก พ.ศ. ๒๕๕๓ ข้อ ๑๓ ห้ามมิให้นายจ้างนำลวดสลิงที่มีลักษณะดังต่อไปนี้มาใช้งาน
(๑) ถูกกัดกร่อนชำรุด หรือเป็นสนิมจนเห็นได้ชัดเจน
(๒) มีร่องรอยเนื่องจากถูกความร้อนทำลาย
(๓) ขมวด(Kink) หรือแตกเกลียว(Bird Caging)
(๔) เส้นผ่านศูนย์กลางเล็กลงเกินร้อยละห้าของเส้นผ่านศูนย์กลางเดิม
(๕) เส้นลวดในหนึ่งช่วงเกลียว (Lay) ขาดตั้งแต่สามเส้นขึ้นไปในเกลียว (Strand)เดียวกันหรือขาดตั้งแต่หกเส้นขึ้นไปในหลายเกลียว(Strands)รวมกัน

2.ดูที่การเกี่ยวรัดของสลิงกับสะเก็น ว่าแน่นหนาพอหรือไม่ หรือมีการผูกรัดวัสดุที่ถูกต้องหรือไม่

3.สำคัญมากครับ คือเรื่องของความสามารถของสลิงเส้นนั้นๆ ( Capacity) ว่าสามารถยกชิ้นงานได้เท่าไหร่ ซึ่งมีข้อควรนำมาพิจารณาอีกอย่างหนึ่งก็คือเรื่องของการใช้สลิงยกในรูปแบบต่างๆ ซึ่งจะมีผลกระทบต่อความสามารถของสลิงเส้นนั้นๆโดยตรง

ที่กล่าวมาทั้งหมดในหน้านี้ก็คือ หลักการดูสลิงเหล็กให้เข้าใจว่าสลิงสภาพใดควรนำมาใช้ รวมทั้งการยกชิ้นงานด้วยสลิง ซึ่งยังไม่รวมเรื่องการใช้เครน การใช้สะเก็น ซึ่งผมจะมาเขียนในบทต่อๆไปครับ